CN109211956A - 一种用于卷对卷连续制备cigs的成分在线测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于卷对卷连续制备CIGS的成分在线测试装置，包括：蒸发腔室和真空腔室；真空腔室内设置有水冷板和卷绕机构，蒸发腔室内的卷绕薄膜出来后进入真空腔室内的卷绕机构；其特征在于：真空腔室内安装有对卷绕薄膜进行在线检测的X射线荧光光谱分析装置装置；X射线荧光光谱分析装置装置包括X光源和X光检测器；X光检测器位于X光的反射光路中，反射光路为X光源发出的光束通过卷绕薄膜后的反射光路；X光源通过放大器与接收终端进行数据交互。本发明能够对卷绕薄膜成分进行实时监控，可及时通过对各蒸发源蒸发功率的改变实现对偏离预想值的各组分进行调整，适用于工业化长时间连续制备CIGS吸收层。
Description
技术领域
本发明涉及太阳电池测试装置领域，特别是涉及一种用于卷对卷连续制备CIGS的成分在线测试装置。
背景技术
CIGS吸收层中各元素所占比例对电池效率具有显著影响，而适合于制备高效CIGS太阳电池吸收层的元素构成只允许其在小范围内波动。在工业化卷对卷生产CIGS过程中，随着制备时间的延长，各蒸发源物料量减少后各蒸发源蒸发量会随之变化。目前测量在真空腔室中卷对卷制备CIGS组分的方法，一般是在实验结束之后开腔取样再进行测量，这样无法在实验过程中收集实验各组分信息，不能及时对实验条件进行调整，造成物料浪费，降低实验的质量和效率。为了保证产线的成品率和生产效率，需要在实验过程中及时对工艺进行调整，由此，安装在线成分检测设备尤为必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种用于卷对卷连续制备CIGS的成分在线测试装置在线XRF装置安装在卷对卷制备CIGS太阳电池吸收层的真空腔室中，当薄膜不断卷绕时，XRF设备可不断测量薄膜卷过处的CIGS各个组分，由此实现成分实时在线监测作用。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种用于卷对卷连续制备CIGS的成分在线测试装置，包括：蒸发腔室(2)和真空腔室；在所述真空腔室内设置有水冷板和卷绕机构，蒸发腔室(2)内的卷绕薄膜(1)出来后进入真空腔室内的卷绕机构；在所述真空腔室内安装有对卷绕薄膜(1)进行在线检测的X射线荧光光谱分析装置装置；所述X射线荧光光谱分析装置装置包括X光源和X光检测器(8)；所述X光检测器(8)位于X光的反射光路中，所述反射光路为X光源发出的光束通过卷绕薄膜(1)后的反射光路；所述X光检测器(8)的输出信号通过放大器与接收终端进行数据交互。
作为优选，本发明还采用了如下的技术方案：
进一步：所述X光源发生器和X光检测器封装于不锈钢挡板(9)制成的密封腔室内，在所述密封腔的外壁开设有X光线通过的光阑；在所述光阑位置安装有有机玻璃窗口(10)。
进一步：在所述密封腔的外壁设置有多针角航空插头(6)；所述放大器的输出信号通过多针角航空插头(6)与接收终端进行数据交互。
更进一步：所述接收终端包括多道脉冲分析器和计算机。
更进一步：所述水冷板有两个。
更进一步：所述X光源发生器的出光点与被测点的位置小于1cm。
更进一步：所述X光源发生器包括高压电源和X光管(7)。
本发明具有的优点和积极效果是：
通过采用上述技术方案，本发明能够对卷绕薄膜成分进行实时监控，可及时通过对各蒸发源蒸发功率的改变实现对偏离预想值的各组分进行调整，适用于工业化长时间连续制备CIGS吸收层。同时，运用不锈钢挡板和有机玻璃等材料，可集成在蒸发腔室中，节约空间，且不影响腔室真空度。
附图说明
图1是本发明优选实施例的结构图；
图2是本发明优选实施例中X射线荧光光谱分析装置的结构图；
其中：1、卷绕薄膜；2、蒸发腔室；3、X射线荧光光谱分析装置装置；4-1、水冷板a；4-2、水冷板b；5、测试点；6、多针角航空插头；7、X光管；8、X光检测器；9、不锈钢挡板；10、有机玻璃窗口；11、引线。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1和图2，一种用于卷对卷连续制备CIGS的成分在线测试装置，包括：蒸发腔室2和真空腔室；在所述真空腔室内设置有水冷板和卷绕机构，蒸发腔室2内的卷绕薄膜1出来后进入真空腔室内的卷绕机构；在所述真空腔室内安装有对卷绕薄膜1进行在线检测的X射线荧光光谱分析装置装置；所述X射线荧光光谱分析装置装置包括X光源和X光检测器8；所述X光检测器位于X光的反射光路中，所述反射光路为X光源发生器发出的光束通过卷绕薄膜1后的反射光路；所述光检测器8的输出信号通过放大器与接收终端进行数据交互。
所述X光源发生器和X光检测器封装于不锈钢挡板9制成的密封腔室内，在所述密封腔室的外壁开设有X光线通过的光阑；在所述光阑位置安装有有机玻璃窗口10。
在所述密封腔的外壁设置有多针角航空插头6；所述放大器的输出信号通过多针角航空插头6与接收终端进行数据交互。
所述接收终端包括多道脉冲分析器和计算机。
所述水冷板包括水冷板a4-1和水冷板b4-2。
本优选实施例用于CIGS电池吸收层共蒸发制备的真空设备中，由于Se气体具有强氧化性，同时设备需要在高真空下加热至300～1500℃，所以该设备料采用耐腐蚀、耐氧化、耐高温且放气量小的材料。高铬含量的铁素体不锈钢因其含铬量高，致使其在具有很强的耐腐蚀性能与抗氧化性能的同时还具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点。
本优选实施例中的水冷板a4-1、水冷板b4-2、多针角航空插头6、X光检测器8、不锈钢挡板9采用不锈钢制备。除不锈钢外有机玻璃也是一种放气量小、耐氧化、耐高温的材料，且不会释放出对测量CIGS薄膜成分产生影响的物质。X光管7、有机玻璃窗口10采用有机玻璃材料制备，有机玻璃窗口10在使用一段时间之后，会由于腔室中各物质蒸汽造成的沉积影响透明度，从而降低测试准确性，因此有机玻璃窗口10为可频繁更换配件。
如附图1所示，将X射线荧光光谱分析装置装置3置于以匀速卷绕的卷绕薄膜1上方，并将不锈钢挡板9固定在腔室壁上，放大器通过引线11与多针角航空插头6连接，X射线荧光光谱分析装置装置3中X光管7的位置距离测试点5小于等于1cm。
本发明的使用过程：
本发明使用时，从X光管7发射X射线，X射线照射测试点5激发各元素的特征荧光被X光检测器收集，后通过放大器放大信号，经过多道脉冲分析器进行分析之后将结果输出至计算机，最后可用进行显示打印。当薄膜不断卷绕时，XRF设备可不断测量薄膜卷过处的CIGS各个组分，由此实现成分实时在线监测作用。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.一种用于卷对卷连续制备CIGS的成分在线测试装置，包括：蒸发腔室(2)和真空腔室；在所述真空腔室内设置有水冷板和卷绕机构，蒸发腔室(2)内的卷绕薄膜(1)出来后进入真空腔室内的卷绕机构；其特征在于：在所述真空腔室内安装有对卷绕薄膜(1)进行在线检测的X射线荧光光谱分析装置装置；所述X射线荧光光谱分析装置装置包括X光源和X光检测器(8)；所述X光检测器(8)位于X光的反射光路中，所述反射光路为X光源发出的光束通过卷绕薄膜(1)后的反射光路；所述X光检测器(8)的输出信号通过放大器与接收终端进行数据交互。
2.根据权利要求1所述的用于卷对卷连续制备CIGS的成分在线测试装置，其特征在于：所述X光源和X光检测器封装于不锈钢挡板(9)制成的密封腔室内，在所述密封腔室的外壁开设有X光线通过的光阑；在所述光阑位置安装有有机玻璃窗口(10)。
3.根据权利要求1所述的用于卷对卷连续制备CIGS的成分在线测试装置，其特征在于：在所述密封腔室的外壁设置有多针角航空插头(6)；所述放大器的输出信号通过多针角航空插头(6)与接收终端进行数据交互。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于卷对卷连续制备CIGS的成分在线测试装置，其特征在于：所述接收终端包括多道脉冲分析器和计算机。
5.根据权利要求4所述的用于卷对卷连续制备CIGS的成分在线测试装置，其特征在于：所述水冷板有两个。
6.根据权利要求4所述的用于卷对卷连续制备CIGS的成分在线测试装置，其特征在于：所述X光源发生器的出光点与被测点的位置小于1cm。
7.根据权利要求4所述的用于卷对卷连续制备CIGS的成分在线测试装置，其特征在于：所述X光源发生器包括高压电源和X光管(7)。
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